CATIA V5 R18中文版电子教程.ppt

1-1 第1章 Catia V5 R18使用概述 本章主要介绍Catia主要特点、基本功能、操作界面等基础 信息。让读者掌握标题栏、菜单栏、工具栏、结构树、各 设计模块在软件中的位置和作用，有利于后续课程的学习 。 1-2 1.1 Catia V5 R18概述 Catia是英文Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application的缩写，是法国Dassault公司于1975 年起开始 发展的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。它的 内容涵盖了产品从概念设计、工业设计、三维建模、分析 计算、动态模拟与仿真、工程图的生成到生产加工成产品 的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模 具设计与分析、人机交换等实用模块。Catia不但能够保 证企业内部设计部门之间的协同设计功能，而且还可以提 供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。Catia 大量用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家 电与3C产业、NC加工等各方面。 1-3 1.2 Catia V5 R18基本功能 Catia具有所有CAD/CAM软件的基本功能，如绘制二维、三 维图形及工程图。作为新一代的CAD/CAM/CAE软件， 已被广泛应用于航空航天、机械、建筑等领域。随着经济 的发展，被越来越多的用户所接受。下面简要介绍Catia 的基本功能。 1-4 1.2.1 绘制二维图形 Catia可以直接使用其草图模块绘制二维图形。在草图绘制 平台中，Catia提供了丰富的绘图工具，用户使用这些工 具可以绘制直线、中心线、圆、椭圆、圆弧等基本图形。 此外，Catia还提供了各种编辑工具，可以对图形进行复 制、镜像、移动、剪切和尺寸标注等操作。如图1.1所示 草图为Catia中绘制的二维图形。 绘制二维图形功能不是Catia的核心功能，其最主要的功能 是设计三维实体模型。Catia的设计理念是先设计三维实 体模型，通过投影创建工程图，如图1.2所示，并且三维 实体模型与工程图是相关联的，只要三维更改，工程图就 相应更改。 1-5 1.2.2 绘制三维图形 Catia具有强大的三维实体建模功能，用来轻松创建各种复 杂的三维实体模型。可以采用拉伸、旋转、混合、扫描等 三维建模工具，也可以创建各种边界曲线，然后通过曲线 生成各种曲面，最后由曲面生成三维实体。通过这些方法 ，可以满足三维设计的要求，如图所示为创建的三维实体 模型。 1-6 1.2.3 打印图形 图形绘制完成后，可以使用多种方式输出。Catia能将图纸 打印到图纸上，也可以创建打印文件。下面介绍打印成图 纸。 选择【文件】|【打印】菜单命令，系统弹出打印对话框。在 对话框中，如图所示，可以选择打印机类型以及相关打印 设置。 1-7 1.3 Catia 操作界面介绍 Catia各模块下的用户操作界面基本上一致，包括标题栏、 菜单栏、工具栏、罗盘、坐标平面、结构树、命令提示栏 和工作区。 在【开始】下拉菜单中选择任意模块，系统进入相应模块工 作平台，菜单栏、工具栏和其它应用窗口显示在相应的位 置上。例如选择【开始】（Start）|【机械设计】（ Mechanical Design）|【零部件设计】（Part Design）命 令，弹出零部件名称对话框，输入零件名称，然后单击【 确定】按钮，系统就进入零件设计平台。 1-8 1.3.1 标题栏介绍 标题栏位于窗口最上端，用于显示当前正在运行的程序名称 以及文件名称信息，单击右侧工具按钮，可以对窗口最小 化、最大化、关闭等操作。左侧是软件的小图标，单击此 图标会弹出Catia窗口控制的下拉菜单，可以执行最小化 和最大化窗口、恢复窗口、移动窗口和关闭Catia软件等 操作。 1-9 1.3.2 菜单栏介绍 菜单栏与其它软件相似，位于用户界面最上方。系统控制命 令按照性质分类放置在不同的菜单中。与常见软件不同的 是菜单栏中增加开始和ENOVIA V5。下面介绍各菜单的 内容。 1【开始】菜单 2Enovia V5菜单 3【文件】菜单 4【编辑】菜单 5【视图】菜单 6【插入】菜单 7【工具】菜单 8【窗口】菜单 9【帮助】菜单 1-10 1.3.3 工具栏介绍 Catia中工具栏位于工作平台四周，也可以拖拽出来悬浮于 工作台上。每组工具栏有很多快捷按钮组成。如图1.30所 示为【视图】工具栏。在不同的设计模块下，相应的工具 栏也不同，对应按钮的作用也不同。可以直接单击工具栏 上的工具按钮，执行相应的功能。光标指向某个工具按钮 时，会有一个弹出标签显示该工具按钮的名称及其功能， 如图所示为测量间距工具。 1-11 1.3.4 结构树介绍 Catia的结构树，如图所示，在 结构树上列出了所有创建的 特征，并且结构树自动以子 树关系表示特征之间的父子 关系，在结构树上选中某个 特征，则对应的图形平台上 的特征被选中，双击特征可 以对其进行重定义。 1-12 1.3.5 命令提示栏介绍 Catia的命令指示栏位于用户界面下方，当光标指向某个命 令时，该区域中即会显示描述文字，说明命令或按钮代表 的含义。当光标指向【视图】工具栏上的【放大】工具按 钮时，命令提示栏显示增量放大，如图所示为定义旋转体 的放大增量。右下方为命令行，可以输入命令来执行相应 的操作，所有的命令前加上c：才能执行，当光标指向工 具栏上的快捷功能按钮，命令行显示该按钮对应的命令。 用户可以选择下拉菜单【视图】|【命令列表】命令调出 【命令列表对话框】，在【命令列表】对话框中单击相应 的命令也可以执行该项操作。 1-13 1.4 文件管理 在Catia中，文件管理包括创建新的图形文件、打开已有的 图形文件、关闭图形文件和保存图形文件。下面分别介绍 各操作步骤。 1-14 1.4.1 创建新的文件 单击【标准】工具栏中的【新建】工具按钮，或者选择【文 件】|【新建】命令，系统弹出【新建】对话框，如图所 示。在对话框类型列表框中列出了可以创建的文件类型， 选择某一文件类型，单击【确定】按钮，进入相应的工作 模块进行设计。 注意：Catia在新建图形文件时使用毫米制尺寸单位。 1-15 1.4.2 打开文件 单击【标准】工具栏上的【打开】工具按钮，或者选择【文 件】|【打开】命令，系统弹出打开选择对话框，如图所 示。选中以只读方式打开复选框，打开的文件只能浏览， 不能进行保存和修改操作。选中显示预览复选框，可以在 【文件选择】对话框右侧显示零件的缩略图。 1-16 1.4.3 保存文件 保存图形文件可以分为两种方式：以当前的名称和路径保存 ，或以其它名称和路径保存。当打开多个文档或在装配模 式下，可以使用保存管理来选择保存一个或多个文件。 1以当前名称和路径保存 2以其它名称和路径保存 3多文档保存 1-17 第2章 Catia V5 R18基本操作 本章主要讲解鼠标和罗盘的使用方法，以及Catia V5 R18在 工作环境中有关机械设计的各项基本功能设置。鼠标和罗 盘的应用是Catia操作中最基本的操作，熟练使用鼠标和 罗盘，可以提高工作效率。合理设置Catia V5R18的工作 环境，享受Catia V5R18带来的个性化环境。 1-18 2.1 鼠标操作 在Catia V5使用过程中，鼠标的作用非常大，掌握好鼠标的 使用，可以提高工作效率。鼠标的主要用途有选择、移动 、旋转和缩放等。下面以三键鼠标为例，详细介绍各种使 用方法。 1选择对象 2移动对象 3旋转对象 4缩放对象 1-19 2.2 罗盘操作 在Catia V5R18工作区右上角有一个罗盘，代表模型的三维 空间坐标系，罗盘会随着模型的旋转而旋转，有助于建立 空间位置概念。熟练掌握罗盘的使用，可以方便确定空间 的位置。在装配设计中罗盘发挥着举足轻重的作用，下面 介绍罗盘的基本用法。 1沿直线移动对象 2平面内移动对象 3自由旋转对象 4旋转对象 5关联零部件 1-20 2.3 Catia V5 R18工作环境的设置 个性化设置是Catia V5的一大特色，Catia V5R18为用户提 高了广阔的空间来设置自己的工作环境。选择菜单栏中【 工具】|【选项】命令，系统弹出工作环境设置对话框， 如图2.10所示。该对话框的左侧是目录结构树，第一项是 常规设置，从第二项开始是对具体工作模块的设置，与菜 单栏中的【开始】菜单相对应。对话框右侧是对应左侧的 具体设置，又分为多个选项卡，具体内容设置分类于各个 选项卡中。 1-21 2.3.1 【常规】设置 【常规】设置是对Catia的公共环境进行设置。包含【常规 】、【显示】、【兼容性】、【参数和测量】以及【设备 和虚拟现实】5项设置。 1【常规】选项 2【显示】选项 3【兼容性】选项 4【参数和测量】选项 1-22 2.3.2 【机械设计】设置 【机械设计】设置项，如图2.32所示，该设置项用于对【开 始】菜单中【机械设计】项的相关参数进行设置。包含【 装配件设计】、【草图绘制器】、【模座设计】、【结构 设计】、【3D设置的2D布图】、【工程图】、【复合材 料设计】、【自发性钣金设计】、【零件3D功能性公差 和标注】九项设置。 1【装配件设计】选项 2【草图绘制器】选项 3【模座设计】选项 4【工程制图】选项 1-23 2.3.3 【形状】设置 【形状】设置是对【开始】菜单中【形状】项的相关环境参 数。包括自由曲面、汽车Biw扣件、图像和外形、创成式 外形设计、汽车A级曲面和外形雕塑，如图所示，下面只 介绍由曲面和创成式外形设计的环境设置。 1【自由曲面】选项 2【创成式外形设计】选项 1-24 2.3.4 工作环境设置的存储和复位 1工作环境设置的存储 2工作环境复位 1-25 2.4 用户自定义设置 Catia允许用户根据自己的习惯和爱好对开始菜单、用户工 作台、工具栏和命令等进行设置，称之为自定义设置。选 菜单栏【工具】|【定制】命令，系统弹出定制对话框， 如图所示，该对话框包含开始菜单、用户工作台、工具栏 、命令和选项5个选项卡。 1-26 2.4.1 【开始菜单】选项卡 【开始菜单】选项卡用于定制个人的开始菜单，就是把经常 使用的设计模块添加到【开始】菜单的顶部，即添加到工 作台对话框中。在定制对话框中，在左边的【可用的】列 表框选中所需要的项目，单击按钮添加到【收藏夹】中， 单击按钮，从【收藏夹】中移除所选内容。在加速键文本 框中可以为所选项目设置启动快捷键。如图所示，是定制 好的开始菜单和工作台。 1-27 2.4.2 【用户工作台】选项卡 【用户工作台】选项卡，如图所示，该选项卡用于对用户当 前的工作台进行新建、删除以及重命名。选择好当前工作 台，再转到【工具栏】选项卡为当前工作台添加工具栏。 1-28 2.4.3 【工具栏】选项卡 【工具栏】选项卡，如图所示，该选项卡用于对在【用户工 作台】选项卡中选中的当前工作台添加或删除工具栏，列 表框中显示已经添加的工具栏，在默认情况下，系统会把 一些常用的工具栏添加到用户定义的工作台中。 1-29 2.4.4 【命令】选项卡 【命令】选项卡，该选项卡用于为【工具栏】选项卡中定义 的工具栏添加命令。【类别】列表框中列出了当前可以的 命令类别，在【命令】列表框中显示选中的类别下包含的 所有命令，可以将命令直接拖到工具栏中，列表框下面显 示当前命令的图标和简短描述。 单击【显示属性】按钮，对话框中增加了如图所示命令属性 选项组，显示了当前命令的标题、用户别名、图标等属性 ，并可给当前命令设置快捷键和图标。 1-30 2.4.5 【选项】选项卡 【选项】选项卡，该选项卡用于设置Catia V5工具栏环境中 的其它杂项。 选中【大图标】复选框，工具栏中各个命令的图标都使用大 图标； 选中【工具提示】复选框，鼠标移动到命令图标上时，会显 示关于该工具功能的简短提示，否则不会给出提示； 【用户界面语言】下拉列表框用于设置用户界面语言，缺省 设置为环境语言，修改此项设置，系统弹出提示对话框， 提示该项设置的修改重新启动Catia V5系统才能生效； 选中【锁定工具栏位置】复选框，锁定的工具栏当前位置， 用户不能移动。 1-31 2.5 Catia V5 R18公共工具栏 本节将介绍Catia V5中的公共工具栏，公共工具栏将出现在 每个设计平台中的工具栏。公共工具栏包括标准工具栏、 知识工具栏、图形属性工具栏、视图工具栏和测量工具栏 ，知识工具栏是Catia中高级部分，这里不在介绍。 1-32 2.5.1 【标准】工具栏 【标准】工具栏与常规Windows软件的工具栏类似。 【新建】、【打开】、【保存】、【打印】、【剪切】、【 复制】和【粘贴】工具与常规Windows软件的工具相同 ； 【撤销】工具按钮、【重做】工具按钮，是堆栈操作工具， 表示撤销和重做刚才的操作； 【帮助】工具按钮，可快速提供疑难解答，单击该工具按钮 ，再单击有疑问的工具，即可得到简洁的提示，单击【更 多信息】连接，可以打开此工具的在线帮助查看详细的功 能介绍。 1-33 2.5.2 【图形属性】工具栏 【图形属性】工具栏，如图所示，用于设置图形的各种属性 。该工具栏中的各项显示当前选中对象的各种图形属性， 从左到右依次是图形的填充颜色、透明度、线条的粗细、 线条的类型、点的表示符号、图形渲染样式、层、画刷（ 作用是将一个对象的图形属性复制到另一个对象上）以及 图形属性向导。 1-34 2.5.3 【视图】工具栏 【视图】工具栏，如图所示，用于设置窗口中几何图形的各 种显示方式。 1-35 2.5.4 【测量】工具栏 【测量】工具栏，是零件设计中经常用到的辅助工具，用于 模型中各种参数的测量。 q 【测量间距】工具，是用于两个元素之间进行测量， 有3种测量方式。 q 【测量项】工具，是用于测量单个元素，有2种测量方 式。 q 【测量惯性】工具，用于测量与选中实体体积相关联 的惯性属性，单击该工具按钮，选中实体零件，系统弹出 测量惯性对话框，显示各种测量结果。 1-36 2.5.5 【应用材料】工具栏 【应用材料】工具，是用于对选中的实体零件赋予材料的工 具。具体操作步骤如下所示： 注意：只有在“带材料着色”显示模式下才能显示赋予的材料 。 （1）单击该工具按钮，系统弹出库对话框，如图2.79所示 ，选中所需材料。 （2）在结构树中选择需要赋予材料的模型。 （3）在库对话框中，单击【应用材料】按钮，选中的材料 就赋予模型中。 1-37 第3章 绘制草图 利用Catia V5进行机械设计的基础就是草图绘制，所有零件 的实体造型都是要从草图开始。用户先在草图工作台勾勒 出实体模型轮廓，然后再利用零件设计功能生产实体。所 以本章是零件设计的基础，在本章所学的草图绘制功能， 以后的章节中会反复使用。本章主要介绍如何在Catia V5 的草图工作平台上进行草图轮廓的绘制、约束和修饰。本 章最后将给出一个综合实例，讲解如何利用本章草图功能 绘制需要的轮廓图。 1-38 3.1草图绘制模块简介 草图绘制模块（Sketcher）是其它模块设计的基础，也是 Catia设计的主要工作台之一。操作者可以在草图绘制模 块中进行轮廓设计，再利用绘制的轮廓图构造实体零件或 曲面特征。草图绘制模块（Sketcher）主要是由草图工 具（Sketch tools）、轮廓工具（Profile）、约束工具（ Constraint）、草图修饰工具（Operation）共4组菜单组 成，将在本章中通过实例详细解释各种草绘工具的使用方 法。 1-39 3.1.1 进入草图绘制工作台 草图绘制工作台是进行草图绘制的操作界面，也被称作草图 绘制平台，利用草图绘制平台能够完成草图轮廓线的设计 工作。操作者可以按照以下步骤进入草图绘制工作台： （1）单击【开始】（Start）|【机械设计】（Mechanical Design）|【草图绘制器】（Sketcher）命令，进入零件设 计工作平台； （2）再点击草图绘制器上的草图工具按钮，然后选择一个 绘图平面（xy、xz、yz、一个实体面）就进入草图绘制工 作台，如图3.1所示。在Catia的其它设计平台中单击草图 工具按钮，也可以进入草图绘制工作台； （3）单击工作台工具栏上的退出工作台工具按钮，可以退 出草图绘制工作台返回到原设计平台。 1-40 3.1.2 草图绘制工具栏介绍 在草图设计过程主要用到四个工具栏，单击工具栏中相应按 钮右下的黑色倒三角，将展开11个工具栏。草图绘制工具 栏提供了点、线和预定义轮廓线的绘制工具，以及对轮廓 线进行约束、修饰等工具按钮，可以通过这些工具绘制出 需要的几何轮廓线，为后续实体零部件的设计做好基础。 1-41 13.2 绘制草图 本节将介绍草图的绘制方法，即通过【轮廓】工具栏绘制草 图轮廓。【轮廓】工具栏是草图绘制器的核心工具栏，该 工具栏有8种草图轮廓工具。草图绘制过程中，几何元素 有两种定位方法，本节中以鼠标点击定位几何元素为主介 绍各种工具的使用方法，仅在部分小节中介绍通过草图工 具栏输入坐标值等参数定位几何元素的方法。 1-42 3.2.1 绘制连续轮廓线（Profile） 【连续轮廓线】工具，可以绘制连续的封闭的或非封闭的轮 廓线。当绘制的轮廓线为封闭（是指只用一次连续轮廓线 命令绘制的封闭图形）性轮廓线，系统自动退出连续轮廓 线绘制命令；如果绘制非封闭轮廓线时，按键盘上的Esc 键或单击Catia工具栏上其它工具按钮，方可结束轮廓线 的绘制。 1-43 3.2.2 绘制预定义轮廓线（Parallelogram） 通过【轮廓】工具栏上的【预定义轮廓】工具按钮，可以绘制各 种预定义的封闭的轮廓。单击【预定义轮廓】按钮右下的黑色 三角，展开【预定义轮廓】工具栏，该工具栏包括9种封闭轮廓 工具，下面介绍各种封闭轮廓工具的使用方法。 1绘制矩形（Rectangle） 2绘制三点矩形（Oriented Rectangles） 3绘制平行四边形（Parallelogram） 4绘制长圆孔（Elongated Hole） 5绘制弧形长圆孔（Cylindrical Elongated Hole） 6绘制锁芯孔（Keyhole Profile） 7绘制六边形（Hexagon） 8绘制居中矩形（Rectangle） 9绘制居中平行四边形（Parallelogram） 1-44 3.2.3 绘制圆和椭圆 通过【轮廓】工具栏上的【圆】工具按钮，可以绘制出圆和各种 圆弧轮廓线。单击圆工具按钮右下的黑色三角，展开的【圆】 工具栏。该工具栏包括7种圆和圆弧轮廓绘制工具，下面介绍各 种工具的使用方法。 1绘制圆（Circle） 2绘制三点圆（Three Point Circle） 3绘制坐标圆（Circle Using Coordinates） 4绘制三切圆（Tri-tangent Circle） 5绘制三点圆弧（Three Point Arc） 6绘制限制三点圆弧（Three Point Arc Starting with Limits） 7绘制圆弧（Arc） 1-45 3.2.4 绘制样条曲线（Spline） Catia V5提供了两种样条曲线的绘制方法，点击【轮廓】工 具栏上的【样条曲线】工具按钮右下角黑色三角，展开样 条曲线工具栏，该工具栏提供了样条线和连接线两个工具 ，利用该工具可以绘制出不规则的曲线，下面详细介绍该 工具的使用方法。 1绘制样条线（Spline） 2绘制连接线（Connect） 1-46 3.2.5 绘制二次曲线（Conic） 单击【轮廓】工具栏上【椭圆】工具按钮右下黑色三角，就 可以展开二次曲线工具栏。该工具栏包括椭圆、抛物线、 双曲线、圆锥曲线四种二次曲线绘图工具，利用该工具可 以绘制出规则曲线，下面介绍各种工具的使用方法。 1绘制椭圆（Ellipse） 2绘制抛物线（Parabola by Focus） 3绘制双曲线（Hyperbola by Focus） 4绘制圆锥曲线（Conic） 1-47 3.2.6 绘制直线（Line） 直线是几何元素中最基础的一个元素，也是草图绘制工具中 最基础的工具，Catia V5提供5中直线的绘制方法，下面 讲解各种直线绘制方法的操作步骤。 1绘制直线段（Line） 2绘制无限长直线（Infinite Line） 3绘制公切线（Bi-Tangent Line） 4绘制角平分线（Bisecting Line） 5绘制法线（Line Normal to Curve） 1-48 3.2.7 绘制轴线（Axis） 【轮廓】工具栏上的【轴线】工具按钮用于生成轴线，生成 方法与3.2.6小节中直线段生成方法相同，这里就不再累赘 了。在绘制草图中，关于轴线要注意以下几点： （1）每个草图只能创建一条轴，如果试图创建第二条轴， 则所创建的第一条轴将自动变换成构造线。 （2）如果在启动轴之前已经选择了一条直线，则该直线将 自动变换为轴。 （3）轴无法转换为构造元素。 1-49 3.2.8 绘制点（Point） Catia V5提供5种点的生成方法，包括：单击创建点、通过 坐标创建点、创建等分点、创建交点和创建投影点，下面 介绍各种的使用方法。 1通过单击创建点（Point by Clicking） 2使用坐标创建点（Point by Using Coordinates） 3创建等分点（Equidistant Points） 4创建交点（Intersection Point） 5创建投影点（Projection Point） 1-50 3.3 约束草图 草图约束是指一个几何元素相对于草图中其它几何元素之间 产生一种相互限制的关系。利用草图约束可以使绘制的几 何元素间有一定的关系，绘制出所要的几何图形。草图的 约束分为几何约束和尺寸约束两大类。几何约束是对一个 几何元素或在多个几何元素之间强制限制的关系。例如， 某个几何约束可能要求两条直线平行。如果选择三条直线 ，或者选择两条直线和一个点，则这些元素将自动生成互 相平行的结果。您可以在一个元素上或者在两个或多个元 素之间设置约束。尺寸约束是其值确定几何对象测量的约 束。例如，它可以控制直线的长度或两点之间的距离。草 图约束可以手动创建，也可以智能拾取。 1-51 3.3.1 约束的基础知识 1智能拾取 智能拾取是在绘制草图过程中，Catia根据操作者所绘几何 元素分析自动生成约束的工具，用于尽可能简化草图编辑 器中的创建和编辑任务。智能拾取动态检测以下几何约束 ：基准线和圆、对齐、平行度、垂直度、相切、同心、水 平和垂直、中点 。 2约束的颜色 1-52 3.3.2 通过对话框创建约束（Constraints Defined in Dialog Box） 通过【约束】工具栏上的【在对话框中定义的约束】工具按 钮，可以以对话框形式创建约束。在创建该约束前，必须 先选择对象，否则【在对话框中定义的约束】按钮不可用 。约束对象可以是单个，也可以是多个。 在3D模型中选择被约束对象，单击【在对话框中定义的约束 】按钮，系统弹出如图3.71所示的约束定义对话框。在该 对话框中列出了所有类型的约束。而系统根据所选择的轮 廓线自动分析，决定可以和不可以的约束类型。 1-53 3.3.3 创建一般约束（Constraint） 单击【约束】工具栏上的【约束】工具按钮右下黑色三角， 展开如图所示的约束创建工具栏，该工具栏包括约束工具 和接触约束工具2中约束创建方式。使用该工具创建约束 时，不会出现【约束定义】对话框。 1【约束】工具 2【接触约束】工具 1-54 3.3.4 创建自动约束（Auto-constraint） 通过【约束】工具栏上的【自动约束】工具右下角黑色三角 ，展开如图所示的【受约束的几何图形】工具栏，该工具 栏包括【自动约束】和【固定在一起】两种约束工具。 1创建自动约束 2创建固定在一起约束 1-55 3.3.5 创建动画约束 【制作约束动画】工具，是按照一定的变化规律改变约束时 ，受约束的绘制元素将产生变化的约束工具。 利用该工具产生的效果只能演示，不能永久保存。 1-56 3.3.6 创建多约束 【编辑多约束】工具，是同时对多个尺寸约束进行编辑，修 改的工具。 单击【约束】工具栏上的【编辑多约束】工具按钮，系统弹 出编辑多约束对话框，如图3.87所示，在该对话框中通过 改变所选约束的当前值来改变约束，单击【恢复初始值】 按钮，可以将约束的当前值恢复到初始值，也可以对约束 添加公差，在【maximum tolerance】和【minimum tolerance】设置上下偏差，单击【Restore Initial Tolerance】按钮，设置的公差就显示在草图中。 1-57 3.4 修饰草图 本节将通过【操作】工具栏，介绍草图轮廓线的修饰。草图 绘制过程中，经常要进行倒角、修剪、平移、旋转、镜像 等修饰工作，利用该工具栏，就能轻松完成草图的修饰工 作。 1-58 3.4.1 倒圆角 【角】工具，是通过对两条直线或曲线进行修剪，在两几何 元素之间生成与两几何元素相切的圆弧的修剪工具。 单击【操作】工具栏上的【角】工具按钮，草图工具栏显示 倒圆角定义选项，如图所示，通过使用草图工具栏上的各 选项，可以生成不同的倒圆角效果。 1-59 3.4.2 倒角 【倒角】工具，是通过对两条直线或曲线进行修剪，生成与 两几何元素成一定角度的直线段的修剪工具。 选择两条直线或曲线，单击【操作】工具栏上的【倒角】工 具按钮，草图工具栏显示倒角定义选项，如图所示，通过 使用草图工具栏上的各选项，可以生成不同的倒角效果， 下面选择不同选项分别对矩形进行倒角，讲解【倒角】工 具的使用方法。 1-60 3.4.3 修剪（Relimitations） 单击【操作】工具栏上的【剪切】工具按钮右下角黑色三角 ，展开【重新设定限制】工具栏，该工具栏包括剪切、断 开、快速剪切、关闭和补充5个剪切工具，下面详细介绍 各个工具的使用方法。 1剪切（Trim） 2断开（Break） 3快速剪切（Quick Trim） 4关闭（Close） 5补充（Complement） 1-61 3.4.4 转换 单击【操作】工具栏上的【镜像】工具按钮右下角黑色三角 ，展开【转换】工具栏，该工具栏包括镜像、对称、平移 、旋转、缩放和偏移6个转换工具，下面详细介绍各个工 具的使用方法。 1镜像（Mirror） 2对称（Symmetry） 3平移（Translation） 4旋转（Rotate） 5缩放（Scan） 6偏移（Offset） 1-62 3.4.5 三维元素投影 单击【操作】工具栏上的【投影三维元素】工具按钮右下黑 色三角，展开【3D 几何图形】工具栏。该工具栏包括投 影三维元素、使三维元素相交和投影三维轮廓边3个3D几 何图形操作工具。利用该工具栏，可以将三维图形中轮廓 边线投影到草图绘制平面内。 1投影三维元素（Project 3D Elements） 2使三维元素相交（Intersect 3D Elements） 3投影三维轮廓边（Project 3D Silhouette Edges） 1-63 3.5 草图的辅助工具 草图的辅助工具包括网格显示/隐藏、点对齐、构造元素与 标准元素转换、自动创建几何约束和自动创建尺寸约束5 种，如图所示，利用该工具使草图设计更加轻松、快捷。 下面分别讲解各个工具的使用方法。 1-64 3.5.1 网格显示/隐藏 【网格】工具，是在草图工作区显示与隐藏网格线的开关工 具。单击【网格】工具按钮，按钮变成金黄色按钮，草图 工作区将显示网格线，反之亦然。 在开始第一个工作之前，您可以自定义工作方式以适合自己 的习惯。这种类型的自定义存储在永久设置文件中：如果 您结束会话，这些设置不会丢失。网格间距和刻度通过【 工具（Tools）】|【选项（Options）】|【机械设计（ Mechanical Design）】|【草图编辑器（Sketcher）】选 项卡中网格文本框进行设置。 1-65 3.5.2 点对齐 【点对齐】工具，是草图绘制过程中，鼠标能够捕捉到网格 角点的开关工具。单击【点对齐】工具按钮，按钮变成金 黄色按钮，在草图中鼠标能捕捉到网格交点，效果如图所 示。 1-66 3.5.3 构造元素和标准元素之间的转换 【构造/标准元素】工具，是绘制构造元素和标准元素转换 工具。利用该工具既可以绘制出构造元素，也可以将标准 元素与构造元素之间互相转换。单击【构造/标准元素】 工具按钮，使按钮变成金黄色按钮，在草图中绘制的几何 图形为虚线图形，在3D设计模块中是不可见的；选择标 准元素，单击【构造/标准元素】工具按钮，标准元素就 转换成构造元素了。 1-67 3.5.4 自动创建几何约束 【几何图形约束】工具，是几何约束选项开关，单击该工具 按钮，在绘制图形中，智能拾取垂直、平行、相交等几何 约束，很容易找到所要绘制的线、圆弧与已知几何元素之 间的关系，方便绘制你所要的几何元素。 1-68 3.5.5 自动创建尺寸约束 【尺寸约束】工具，是尺寸约束选项开关，单击该工具按钮 ，根据草图工具栏键入的值在几何元素上创建约束。 1-69 3.5.6 草图分析 在草图设计完成后，进入实体零件设计平台进行实体零件设 计。绘制的草图不一定就是符合实体零件生成的草图， Catia提供了对草图进行分析的工具，单击【工具】|【草 图分析】工具，系统弹出草图分析窗口，如图3.140草图 分析对话框，该对话框包含以下三个选项卡：“几何图形 （Geometry）”、“投影/相交（Projections / Intersections ）”和“诊断（Diagnostic）”。下面详细介绍各工具的作用 ： 1几何图形（Geometry） 2诊断（Diagnostic） 1-70 3.6 CAD图导入CatiaV5的应用 Catia V5可以识别CAD中绘制的草图。下面举例介绍CAD草 图导入Catia中生成实体零件。 例子：将如图所示CAD图形导入Catia中，并生成H25mm 的面板。 注意：只有符合一次生成实体的CAD图形才能在Catia中创 建实体。 1-71 3.7 草图综合实例 通过绘制如图所示正七边线，进一步熟悉草绘工具和草图约 束的使用技巧。具体绘制步骤如下所述： 1-72 3.8 总结 草绘平面图是进行三维设计的基础，要想根据设计要求创建 三维模型，不论是规则的还是不规则实体，首先利用草绘 平面图的方式绘制相应的剖面图，然后利用三维工具对平 面图进行操作而生成三维模型。本章重点介绍了草绘平面 的各种方法和技巧，以及草图的约束、转换等。以后的各 章应用本章所学草图绘制方法绘制剖面图，还将补充一些 草绘方法。读者可以在不断的实践和学习中积累经验。 1-73 第4章 实体零件设计 上一章讲解了零件设计的草图绘制方法，本章将结合实例讲 解实体零件设计方法，主要是通过草图几何轮廓线进过拉 伸、旋转、钻孔、扫描以及放样等工具生成实体模型。最 后介绍布尔运算生成实体零件的方法。本章中将涉及到曲 面、曲线等后续课程中内容，读者不必追究，等到学习完 后续课程就会明白，这里重点以轮廓线草图为主要学习对 象。 1-74 4.1 零件设计模块介绍 通过上一章的学习，掌握了在草图平台下创建轮廓线的方法 ，本章将详细讲解实体零件设计工具的使用方法和作用， 并实例的形式进一步讲解各工具如何利用已有的二维轮廓 线生成三维实体。掌握每个工具的使用方法和作用是实体 零件设计的基本技能，复杂的零件都是由简单的实体零件 组合而成，不是使用一个命令就能生成。这里建议大家在 设计复杂的零件时，尽量使用简单的工具命令。 1-75 4.1.1 进入零件设计模块 选择【开始】（Start）|【机械设计】（Mechinical Design）|【零件设计】（Part Design）命令，在弹出 的新建零部件对话框内输入零部件名称，按确定按钮，就 可以进入零件设计平台。 在零件设计的过程中，经常要在草图工作台和零件设计平台 之间切换，在草图工作台绘制好二维轮廓，然后切换到零 件设计平台，利用二维轮廓生成三维实体。在以后的小节 中将讲解草图工作台与零件设计平台之间如何人切换。 1-76 4.1.2 主要工具栏 零件设计主要是通过拉伸、旋转、扫描等方式生成简单的实体零 件，简单实体零件按照几何关系进行组合形成复杂的实体零件 。零件设计过程中主要用到5个工具栏： 【基于草图特征】（Sketch Based Features）工具栏，提供了 10种生成零件的方法，该工具栏有3个展开工具栏。 【修饰特征】（Dress Up Features）工具栏，提供多种修饰零件 的功能，将在本章介绍。 【变换特征】（Transformation Features）工具栏，如图4.5所 示，提供了一些变换方法，通过利用它们很方便地生成零件特 征或修改特征。 【参考元素】（Reference Element）工具栏，用来生成点、线 和面作为生成零件的参考。 【布尔操作】（Boolean Operation）工具栏，可以用来对一个 零件文件的多个组件进行布尔运算。 1-77 4.2 创建基于草图的零件特征 【基于草图特征】（Sketch Based Features）工具栏是零 件设计平台的核心模块，是生成三维实体零件的最基础最 常用的工具。通过在草图模块绘制的图形，经过拉伸、旋 转、扫描等零件设计工具的操作生成三维实体零件。下面 详细介绍各工具的使用方法和作用。 1-78 4.2.1 创建拉伸凸台 【拉伸凸台】工具，是通过在草绘中绘制的轮廓线以多种方 式拉伸成三维实体。单击该工具按钮右下黑色三角，展开 凸台工具栏，如图所示，该工具栏包括凸台、拔模圆角凸 台和多凸台3个工具，下面详细介绍各工具。 1凸台（Part） 2拔模圆角凸台 3多凸台 1-79 4.2.2 创建拉伸凹槽 拉伸凹槽是通过在草绘中绘制的封闭轮廓线以多种方式拉伸 成三维实体。单击【基于草图特征】工具栏上的【凹槽】 工具按钮黑色三角，展开凹槽工具栏，该工具栏包括凹槽 、拔模圆角凹槽和多凹槽3个工具，凹槽工具栏中工具与 凸台工具栏中工具的使用方法基本相同，这里只举例介绍 各工具的操作步骤。 1凹槽 2拔模圆角凹槽 3多凹槽 1-80 4.2.3 创建旋转实体 【旋转体】工具，是使用开放轮廓创建旋转体的工具。单击 该工具按钮，系统弹出旋转体定义对话框，如图所示下面 介绍各选项的用途与使用方法： 1-81 4.2.4 创建旋转凹槽 【旋转槽】工具，是通过旋转轮廓从现有特征中移除材料的 绘图工具。旋转槽工具使用方法与旋转体相同，这里就不 在累赘，只举例介绍【旋转槽】工具的操作步骤。 下面以在一个销子上开一个卡槽为例，介绍【旋转槽】工具 的操作步骤，具体操作步骤如下所示： （1）通过拉伸或者旋转创建一个30100的销子； （2）单击【旋转槽】工具按钮，在弹出的旋转槽定义对话 框中单击草图按钮，选择轴线所在的平面，进入草图绘制 平台； （3）绘制所要开槽的轮廓线，退出草图，选择销子轴线为 旋转轴： （4）单击“确定”按钮，旋转槽创建完成，效果。 1-82 4.2.5 创建孔特征 【孔】工具，是从几何体中去除材料创建孔的工具。单击该 工具按钮，选择定位孔的点或线，然后选择创建孔的面， 系统弹出孔定义对话框，该对话框包括三个选项卡，下面 详细介绍各选项卡的用法。 1延伸 2类型 3螺纹定义 1-83 4.2.6 创建扫描肋 【肋】工具，是沿中心曲线扫掠轮廓创建实体零件的绘图工 具。单击该工具按钮，系统弹出肋定义对话框，如图所示 ，对话框中内容如下所述： 1-84 4.2.7 创建扫描凹槽 【开槽】工具，是通过沿中心曲线扫描轮廓去除实体零件材料的 工具。该工具与【肋】工具使用方法相同。下面以在一个长方 体扫描一个梅花孔为例，介绍【开槽】工具的使用方法，具体 操作步骤如下所示： （1）单击草图工具按钮，选择长方体一个侧面，经入草图绘制平 台，绘制轮廓线； （2）单击草图工具按钮，选择长方体一个表面，经入草图绘制平 台，绘制中心曲线； （3）单击【开槽】工具按钮，弹出开槽对话框； （4）分别单击中心曲线和轮廓线，选择刚才绘制的中心曲线和轮 廓线； （5）在轮廓控制下拉列表框中选择保持角度； （6）单击“确定”按钮，开槽创建完成。 1-85 4.2.8 创建实体混合 单击【基于草图特征】工具栏上的【实体混合】工具按钮右 下方的黑色三角，展开高级拉伸特征工具栏，该工具栏包 括实体混合和加强肋两个工具。 1实体混合 2加强肋 1-86 4.2.9 创建多截面实体 【多截面实体】工具，是通过沿计算所得或用户定义的脊线 扫掠一个或多个截面曲线创建实体的工具。创建的特征可 以遵循一条或多条引导曲线。单击该工具按钮，系统弹出 多截面实体定义对话框，如图所示，对话框内容如下所示 ： 1-87 4.2.10 创建移除的多截面实体 【已移除的多截面实体】工具，是通过沿计算所得的或用户 定义的脊线扫掠一个或多个平面截面曲线生成放样材料实 体，然后再移除该材料的工具。该工具的使用方法与多截 面实体完全相同。 1-88 4.3 零件特征修饰 零件特征修饰是在不改变零件基本轮廓下进行的修饰，修饰 特征工具栏也是零件设计平台的主要工具栏之一。该工具 栏包括多种对已生成三维实体进行修饰的工具，可以对特 征进行倒圆角、倒角、拔模、抽壳、加厚和添加螺纹等操 作。下面详细介绍这些工具的用法。 1-89 4.3.1 倒圆角 通过倒圆角工具可以对已有实体进行各种倒圆角操作。单击 【倒圆角】工具黑色三角，展开圆角工具栏，如图4.83所 示，该工具栏包括倒圆角、可变半径圆角、可变弦长圆角 、面与面圆角和三切线内圆角5种倒圆角工具。下面详细 介绍各倒圆角工具的使用方法。 1倒圆角（Edge Fillet） 2可变半径圆角（Variable Radius Fillet） 3可变弦长圆角（Chordal Fillet） 4面与面圆角（Face-Face Fillet） 5三切线内圆角（Tritangent Fillet） 1-90 4.3.2 倒角 【倒角】工具，是在选定边线上移除或添加平截面，即在两个原 始面之间创建斜曲面的工具。单击该工具栏，系统弹出倒角定 义对话框，如图4.101所示，对话框的内容如下所述。 模式：长度1（Length1）/角度表示通过长度和角度创建倒角； 长度1（Length1）/长度2（Length2）表示通过两边长常见 倒角； 长度：倒角边长； 角度：倒角边之间的夹角； 要倒角的对象：倒角的对象，可以是边，也可以是面； 扩展：相切 ：倒角整个选定边线及其相切边线，它将继续在选 定边线之外进行倒角化，直到遇到相切不连续的边线为止； 最小：考虑与选定边线相切的边线，在无法执行其它操作时， 应用程序将继续在选定边线之外进行倒角。 反转：改变倒角的方向，用于非对称性倒角，如1030、1020 为非对称倒角。 1-91 4.3.3 拔模 拔模是方便锻铸件从模具中移出的特征。单击【修饰特征】 工具栏上的【拔模】工具黑色三角，展开拔模工具栏，如 图所示，该工具栏包括拔模斜度、拔模反射线、可变角度 拔模三个工具。下面分别介绍各工具的使用方法。 1创建拔模角度 2创建反射线拔模 3创建可变角度拔模 1-92 4.3.4 抽壳 【盒体】工具，是使实心零件生成一定壁厚的实体零件的工 具。 1-93 4.3.5 加厚 【加厚】工具，是加工零部件前需要增大厚度或移除厚度的 工具。 下面以如图所示图形为例，对前面加厚5mm，讲解【加厚 】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【修饰特征】工具栏上的【加厚】工具按钮，系 统弹出加厚定义对话框，如图4.122所示； （2）在默认厚度微调框键入10mm； （3）单击默认厚度面文本框，选择前面为加厚面； （4）其它选项为默认值，单击“确定”按钮，加厚创建完成 ，效果如图4.123所示。 1-94 4.3.6 添加螺纹 【内螺纹/外螺纹】工具，是对已有孔或圆柱进行螺纹化的 工具。单击该工具按钮，系统弹出螺纹、丝锥定义对话框 ，如图所示，对话框中各选项用法与孔定义对话框中螺纹 定义选项卡选项相同，这里不再累赘。 1-95 4.3.7 移除/替换面 单击【移除面】工具黑色三角，展开移除/替换面工具栏， 如图所示，该工具栏包括移除面和替换面两个工具，下面 详细介绍各工具的用法。 1移除面 2替换面 1-96 4.4 创建参考元素 参考元素工具栏是实体零件设计平台中非常重要的辅助工具 模块。虽然不能直接生成实体零件，但是在零件设计过程 中经常需要使用参考元素帮助零件的生成。该工具栏包括 点工具、线工具和面工具。 1-97 4.4.1 创建参考点 【点】工具是创建参考点的工具，参考点可以通过以下方法创建 ：坐标、在曲线上、在平面上、在曲面上、圆或球面中心、曲 线上切点和两点间。单击【参考元素】工具栏上的【点】工具 按钮，系统弹出点定义对话框，在点类型下拉列表框中，可以 选择各种点的创建方法，还可以使用新锁定按钮 防止在选择几 何图形时自动更改类型。只需单击此按钮，锁就变为红色 ，下 面介绍各种生成点的方法。 1通过坐标创建点 2创建曲线上的点 3创建平面上的点 4创建曲面上的点 5圆/球面中心点 6曲线上的切线 7点之间 1-98 4.4.2 创建参考线 【直线】工具是用于创建参考线的工具，单击该工具按钮， 系统弹出直线定义对话框，在线型下拉列表框中提供了点 点、点方向、曲线的角度/法线、曲线的切线、曲线 的法线和角平分线6种生成直线的方法，下面详细介绍各 方法。 1创建两点连线 2指定点和方向 3与曲线成角度或法线 4创建曲线的切线 5创建曲面的法线 6创建角分线 1-99 4.4.3 创建参考面 【平面】工具是用于创建参考平面的工具，单击该工具按钮，系统弹出平 面定义对话框，如图4.169所示。在对话框中平面类型下拉列表框中提 供了11中平面的生成方式，分别是：偏移平面、平行通过点、平面的 角度/法线、通过三点、通过两条直线、通过点和直线、通过平面曲线 、曲线的法线、曲线的切线、方程式和平均通过点。下面详细介绍各 方式的使用方法。 1创建偏移平面 2创建通过点与平面平行的平面 3创建与平面成一定角度的平面 4创建三点平面 5创建两条直线平面 6创建点和直线平面 7创建曲线平面 8创建曲线的法平面 9创建曲线的切平面 10创建方程式平面 11创建中间平面 1-100 4.5 零件特征转换 零件特征转换是对已经生成的零件特征进行位置的变换和复 制等辅助操作。特征转换工具栏也是实体零件设计平台中 非常重要的辅助工具之一。该工具栏包括平移工具、镜像 工具、阵列工具和缩放工具。下面介绍各工具的用法。 1-101 4.5.1 平移 平移工具是对空间实体对象元素进行移动。单